No.73 October 2007
The Shipbuilding Research Centre of Japan
No. 73●目 次●

1 消防艇の設計・建造管理−最近の動向−page 1

消防艇の設計・建造監理− 最近の動向 −2 二重反転プロペラの設計について（その2、後ろのプロペラに流入する流れ）page 23 ウォータージェット（第2回）
page 44 化学消防艇「金竜」竣工−名古屋市消防局所属−
page 6① 小型フェリータイプ（救急車搭載）

5 メガフロートの可能性−耐地震性能を期待される施設計画案の紹介−
page 8
6 アフリカにおける島嶼海運の現状
page 107 水槽試験で使用する計測機器（第1回

抵抗動力計）
page 11② 消防救急艇（非車両搭載）

8 トピックス等

全国の市町村数は、政府の市町村合併

大型高速双胴船の就航委員会等推進策に沿い、平成11年3月の3,232市

編集後記

町村から平成19年9月には1,804市町村

SRC所在地図へと大幅に減少しています。
page 12

活動や救急患者搬送を目的とした小型消防救急艇の需要が増えつつあります。
小型消防救急艇の場合、島嶼部の港湾設備にも対応し易く、比較的経済的で小一方で、各市町村とも合併により行政回りの効くことから、今後ますます需要区域が拡大したため、広域消防救急体制が増えることが予想されます。しかし、の確立が重要課題となっています。特に、消防自動車や救急車を搭載することから、島嶼部を抱えることになった自治体にお現行の規則では小型フェリー特殊基準等

いては、それらの地域への消防救急体制の適用を受けることとなり、平水区域の5の見直しが急務となっています。

海里未満での運航に制限されております。

これまで日本造船技術センターが基本設

多くの島々を有する自治体においては、

計・建造監理を実施した消防艇の殆どは、そのうちの一部の島が5海里を超える場

石油コンビナートなどを有する重要港湾に合もあり得ることから、島民に対する平配属されるものが対象であり、機能も消防

等な消防救急サービスの提供という船型

設備の充実が中心となっていました。

や技術の選択が必要となります。

最近の動向としては、島嶼部での消火
1

二重反転プロペラの設計について（その2，後ろのプロペラに流入する流れ）
前回（SRC News No.72）はプロペ

以下に示すデータが必要です。

伴流以外に前プロペラの影響を受けます

ラの損失、特に二重反転プロペラCRP

・ 主機関の馬力、回転数

が、後者は比較的大きくなっています。

が回収しようとする回転方向運動量損失

・ 強度に関する必要条件

これは通常の船のプロペラ後方流れとほについて紹介しました。第2回目の本号

・ 主船体の推進性能（抵抗性能、自航とんど同じで、プロペラ後方流れの把握

では後ろのプロペラに流入する流れの例

要素）を紹介します。

・ プロペラに流入する流れの分布

プロペラ設計とプロペラに流入する流れの分布は、プロペラ1回転中の荷重変動をもた

一般に、プロペラ設計における設計条

プロペラキャビテーションの体積変動に

図−1に計測例を示します。これは長件、プロペラ性能評価のためには、主に起因する振動、プロペラキャビテーショ

さ約6mの模型船のプロペラ位置の流れ

ンの消滅によるエロージョンの原因となを5孔ピトー管で計測した結果です

るなど、トラブルの原因となります。船（図−2参照）。左の図（S）は前後のプ型設計においてプロペラに流入する流れ

ロペラがない場合（計測の都合上舵も外の均一化に努めると共に、その分布を水してある。以下、同様）の伴流分布で、槽試験で計測してプロペラ設計やプロペ

主船体が造る不均一流場（伴流）を示し

ラ性能評価に使用しています。

ます。右の図（W）は前プロペラ（右回図−2プロペラに流入する流れの不均一さ
らし、疲労破壊の原因となる応力変動、

ラ後方の舵等に配置して馬力削減等を狙うフィン等の設計にも重要です。

プロペラ後方の流れの計測例

CRPにおいてもこれらの事情は同じ

りプロペラ）のみを作動させたときの前で、前後のプロペラに流入する流れの分

プロペラ後方の流速分布です。真ん中の布を知る必要があります。前プロペラに図（P）は左右の図に示した流速の差

流入する流れは、主船体が造る伴流に加（P）＝（W）−（S）を示したもので、前

えて後プロペラの影響を受けますが、後プロペラの影響を表しています。上の図

者は比較的小さくなっています。他方、は痩せ型船型の計測例、下の図は肥大船

後プロペラに流入する流れも、主船体のの例です。図中、実線が水槽試験による流場計測時の状態と計測位置

図−1
2

は、CRPの場合だけではなく、プロペ

プロペラ周り流場の計測例
SRC News No.73 October 2007

計測結果、点線は計算結果（後述）です。

左右の違いを見ると、右舷側の増速が右舷側では主船体の造る伴流の円周方

図−3、4は図−1のデータの一部を比較的大きくなっています。これは、主向成分とプロペラが誘起する回転方向成

翼角度θベース、半径位置r/Rベースで船体の造る流れの場合、プロペラ付近で分がキャンセルし合いますが、左舷側でプロペラ軸方向成分VX/VS（VSは船速）

は上向きの流れ（図−1の（S）参照）が卓は同じ方向の成分となるので、大きなプ及び回転方向成分VT/VSを示したもので越しますが、この流れは、右回りプロペロペラ回転方向成分となります。

す。細い実線がプロペラがない場合（S）

ラの場合の右舷側ではプロペラ回転方向の流速、太い実線が前プロペラ作動中のとは逆の流れとなり、そのため同領域の後プロペラ位置（W）の流速を示します。

プロペラ荷重が左舷側に比べて大きくな

点線は計算結果です。

るためです。左周りプロペラの場合は左以上の図では、等高線等が多少波打っ舷側の増速が比較的大きくなります。

面外ではプロペラの影響はほとんどありません。

理論計算結果前後プロペラの相互干渉の把握等、ていますが、これは計測結果、計算結果

肥大船の計測例では、翼角度θ＝0度、

CRPプロペラの設計やその性能評価にをフーリエ級数近似して示しているため

r/R=1の付近の流れがほとんど増速して必要なデータを水槽試験のみで得ることです。また、（W）の前プロペラ後方のいません。この理由は不明ですが、肥大が困難なこともあり、水槽試験と理論計

流速は、前プロペラの（翼数）×（回転数）

船のこの付近では、プロペラに流入する算の併用が必要となります。

を基本周波数として変動しますが、以上流れは必ずしも前方から流れてくるとは

前述のように図−1，3，4の点線はの図では時間平均を示してあります。

限らないことによる可能性があります。

理論計算結果ですが、これは小山鴻一氏

軸方向成分の変化

円周方向成分の変化のプロペラ揚力面計算法による計算結果です。本計算では主船体の造る伴流分布

以上の図を見ると、プロペラ面内

次に、前プロペラによる円周方向流れと前プロペラの形状を計算条件として与（r/R<1）ではプロペラによる増速（VX増の変化を見ると、プロペラ面内（r/R<1）

え、プロペラ周囲の流場を計算します。

大）が大きくなっています。外側（r/R>1）

では、プロペラ回転方向の流れが誘起さ

計算結果は計測結果と大よそ合っていでは僅かですが減速されています。

れています。その量は半径位置r/Rが小ます。本計算は、プロペラによる主船体

さくなるに伴いどんどん大きくなってい周りの流場変化までは表現できません

ます。これは、プロペラでは半径方向ピが、CRPの開発のみならず、フィン等

ッチ分布がほぼ一定になっているため、の船尾付加物の開発にも有用と考えられ

ピッチ角はr/Rが小さいほど大きくなるます。

ことに拠ります。

図−3

SRC News No.73 October 2007

痩せ型船型の例（試験センター

図−4佐藤）

肥大船型の例3

ウォータージェット（第2回）
1．はじめに

T=Mu=ρA(V0+u')u・・・（1）

問題も伴うため、最終的にはこれら諸要
素をバランスさせるように設計します。

前号より始めたウォータージェット推

この無限下流における作動円板による理想効率は、流体粘性、インレットや進方式についての紹介は、今回で2回目

誘導速度（u）の事を失脚速度（slip

アウトレットによる損失などを考慮しなです。

velocity）とも言います。なお、この作

い理想的な状態における効率であり、実前回、ウォータージェット推進方式の

動円板の速度増加u'と失脚速度にはベル際のウォータージェット推進装置はこれ

概要を簡単に説明したのに続き、今回はヌーイの定理により式（2）に示す関係よりも低い効率で作動する事になります。

ウォータージェットの作動理論とポンプを得る事ができます。

4．ポンプの働きの働きについて説明します。

2．作動理論u'=u／2・・・（2）

次に、ポンプの働きについて説明します。まず、ポンプの性能について述べた

ここでは、ウォータージェットによりさて、作動円板を通過する流体は加速後、運動量理論における作動円板の圧力推力を得る仕組みについて説明します。

されますが、これが円板の上流側と下流差とポンプの性能がどのように対応しているのか説明します。

前回も説明したとおり、ウォータージ

側における圧力差によるものと考えるェット推進方式は、ポンプにより吸い込と、つまり作動円板はポンプに相当する

んだ水をノズルから噴出（ジェット）さ事が分かります。

せ、その反動により推力を発生させます。

ポンプ性能は吐出量と揚程の関係で表されます。吐出量とは、単位時間にポン

ここで、作動円板の上流側と下流側のプが吐出する流体の体積の事で、揚程とこの仕組みについて、運動量理論により圧力差がΔPであったとすると、推力Tはは水面と吐出する位置の差Hの事で、もう少し詳しく説明します。

式（3）のように得られます。

図−2に示します。

簡単のため、非圧縮理想流体中にポンプがあり、このポンプ部分を厚さのない作動円板（actuator disc）とし、ダクトやノズルが存在しない状態を考えます。
作動円板を通過する流体は加速され、その反動により推力が得られます。この時の様子を図−1に示します。

図−3にポンプの性能曲線の例を示し
T = A×ΔP ・・・（3）ます。曲線が2本ありますが、これは駆動馬力（伝達パワー）の違いです。

3．理想効率
続いて、この時の推進効率を考えます。
作動円板が流体に与える単位時間あた
りの仕事量
（パワー）
は、T(V0+u')であり、これはポンプの駆動馬力に相当します。
一方、速度V0の一様流中で作動円板が推力Tを発生するので有効に利用される
パワーはTV0です。

図−2 揚程Hの定義

前者と後者の比を理想効率ηiと言い、式（4）の関係が成り立ちます。
ηi = TV0／{T(V0+u')}
図−1 運動量理論の模式図

4= V0／(V0+u')・・・（4）

一様な流速V0が作動円板（面積をAとこれを見ると、u'が小さければそれだする）により加速V0+u'され、無限下流

け効率が良くなる事が分かります。作動

でV 0 +uとなっています。単位時間に作

円盤の面積を増やせば、同じ推力を得な

動円板を通過する水の質量をMとする

がらu'を小さく出来るので、効率が良くと、流体に与えられる運動量はM{(V0+u)

なります。スクリュープロペラの大直径−V0} = Muであり、運動量保存則から、化による推進効率改善はこの原理に基づ

作動円板にはこの反動として式（1）にきますが、大直径化には配置の制約、重示すとおり推力Tが発生します。

量増加や構造強度など、推進効率以外の

図−3 ポンプの性能曲線

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伝達パワーが2.2kWの場合、吐出量(p0+Δp)／ρg ＝ Hmax + p0／ρg

3

が0.6m /minの時の揚程は6mとなります。これは（管内損失を考慮しなければ）
水面から6mの高さに毎分0.6m3の水を持ち上げる能力がある事を意味します。
揚程が大きくなる程、吐出量は低下し、吐出量がゼロになった時の揚程がその伝

図−5 最大吐出量達パワーにおける最大揚程です。一方、
なお、これは推力と圧力差の関係から揚程がゼロの時に最大の吐出量となります。また当然の事ですが、伝達パワーが導出する事もできます。V0=0、式（1）、小さい方が最大揚程や最大吐出量が小さ（2）、（3）から、式（8）が得られ、式くなります。

（7）と同じ結果を導出できます。

ここで、流体のエネルギー保存則であ

図−4

最大揚程
T=A×Δp=ρA(V0+u')u= ρAu2／2

るベルヌーイの定理を式（5）に示します。ここでuはある流線上の流速、gは
重力加速度、Hは高さ、pは圧力、ρは・・・（8）

ゆえに、圧力差と最大揚程が次のように対応する事が分かります。

今回は、ウォータージェットの作動理論

流体の密度です。

pu2=const ・・・（5）
+H +
2g
ρg

Δp ／ρg = Hmax ・・・（6）しました。次回は、ウォータージェット推
このHmaxはポンプに入力されたパワー

次に、ポンプ駆動時に図−4に示す状

進船の推進性能について説明します。

に対応する最大揚程となります。

態となっていると考えると、ポンプの圧

また、図−5のように圧力差を全て速

力差は全て揚程に変換されていると考え度増加に対応させると、式（7）が得らる事ができます。大気圧をp 0 とすれば、れます（揚程をゼロとする）。

水面とダクトの開放端の圧力はp0となります。これと流量がゼロである事から、と、ポンプの働きについて基本的な説明を

参考文献[1] 池畑光尚, 推進性能論, 横浜国立大学
工学部船舶海洋教室テキスト[2] Tom J.C. van Terwisga,

Δp／ρg = umax2／2g

・・・（7）

Wataerjet-Hull Interaction

これよりu max Aが最大吐出量となる事（試験センター技術部

ベルヌーイの定理により次の関係が成り立ちます。左辺がポンプ直後、右辺がダ
クトの開放端付近における値です。

新郷）が分かります。

http://www.wartsila.com.waterjet propulsion solutions

SRC News No.73 October 20075

化学消防艇「金竜」竣工−名古屋市消防局所属−
置した。また、放水制御盤には3個のジョイスティックを配置し集中制御を行った。
（7）各室内には空気調和装置を設けるとともに、操舵室前面の各窓ガラ
スには二重旋回窓を設けた。
（8）夜間航行の安全性を図るため、前方監視用として1KWキセノン式探照灯を1式装備した。また、機関室監
視カメラ2台及び船尾甲板監視カメ
ラ1台を設け、操舵室カラーモニタ
ーにて監視できるシステムとした。

4．工程
基本設計及び建造監理（財）日本造船技術センター

1．はじめに

3．基本計画

形原造船（株）

起工

平成18年

9月 6日

本艇はこれまでの40総トン級消防艇（1）本艇は20トン未満のJCI船（検査

進水

平成19年

2月14日

「金竜」の代船として建造された船舶で、を日本小型船舶機構が実施する船

竣工

平成19年

2月27日

小型高性能化された諸機器とともに、年舶）である。

5．主要目等間の保守管理費を大幅に低減できる19（2）本艇は常備状態で主機関90％出力

総トン化学消防艇として建造され、伊勢にて22ノット以上を確保する。こ湾内の平水区域を航行できる構造・装の為、船型は単胴V型の高速船型と備・復原性の規則を満足するように計画した。また、主船体及び上部構造されました。

物は船舶用耐食アルミニュウム製

航行区域

平水区域

とし、船体の軽量化と復原性の向

船型

ハードチャイン2．目的上を図った。

本艇は名古屋港における海難事故に対（3）主機関を船尾に配置しVドライブ方

応するばかりでなく、状況に応じて広く
伊勢湾内の伊良湖岬を活動範囲とし、以下の災害に対応するために必要な設備を（1）船質及び航行区域等
船

質

船体

耐食アルミ合金

上部構造

耐食アルミ合金（2）主要寸法等
全長18.75m式を採用する事により、高速化、

登録長

17.09m

曳き波の減少、室内騒音の減少を

幅図り、船尾上甲板を水平とした。

4.40m

深さ

2.05m

（4）主機関の水平配置及び放水時の定

満載喫水

1.05m

（1）海上及び停泊中の船舶火災

点作業を確保するため減速機はコ

総トン数（2）特定危険物火災（SSI「海面下泡注

ニカルギア、スリッピングクラッ

入システム」の利用及び冷却火災）

チ付2段減速機（通常モード、消防

航海速力（常備状態） 22ノット

モード）を採用した。

試運転最大速力備えています。

（3）油流出事故等の海面処理活動（4）沿岸における進入困難地域及び陸上火災における消防隊への大量送水（5）船舶火災に対処するために7,000

19トン

（3）速力
24.7ノット（4）最大搭載人員リットル型の電動放水銃を操舵室

船員（5）災害時の人員及び物資輸送

頂部に1基、3,000リットル型のその他（6）浸水船等の救難及び排水電動放水銃を上甲板上船首部に2基5名（航行時間6時間未満）

装備した。

12名（航行時間1.5時間未満）（6）操舵室の消防コンソールにはタッ
チパネル式の放水制御監視盤を配

6

建造

6名

（5）主機関及び補機関
主機関

4サイクル高速デーゼル機関

SRC News No.73 October 2007

海上監視カメラ

1基

風向風速計

1基

無線装置

1式

（9）主要タンク類
泡原液タンク2,000r×1基
流出油処理剤タンク
500r×1基
燃料油タンク2,400r×1基
清水タンク
890PS×2,160rpm×2基
補機関

水面下泡注入消火装置

4サイクル高速デーゼル機関
27PS×

1基

100r×1基

1,900r型×1基
自衛噴霧ノズル（6）プロペラ

120r型

形式

5翼一体スキュードプロペラ

直径

900mm

放水制御監視盤

1基

りました名古屋市消防局殿に対し厚くお水上バイク（80PSエンジン付）

礼申し上げます。また、建造にあたって

1隻

は形原造船（株）をはじめとし、関係メ同上昇降クレーン（電動油圧式）ーカー各位が高度な技術と誠意をもって5名

表示器
カラーTFT12型液晶ディスプレイ
操作方式

1台

タッチパネル

努力されたことを付記します。
（海洋技術部（8）航海計器等機能

本艇の基本設計及び建造監理を進めるにあたり、積極的なご支援とご高配を賜

水難救助用具
自動昇降式救助ラダー（7）消防装置

6基

6．あとがき

レーダー

1基

GPS装置

1基

山本）

ページ方式、マニュアル方式
制御機器
消防ポンプ

嵌・脱

電動バルブ

開・閉・停止各放水銃遠隔操作
ジョイスティック方式
遠隔監視
消防ポンプ（回転、圧力、流量）
放水銃（角度、圧力、流量）

消防ポンプ
容量×揚程
7,500r/min×140m
台数×駆動

2基×主機駆動

放水銃（遠隔操作型）
操舵室上
7,000r/min×1基
上甲板船首3,000r/min×2基
流出油処理用
200r/min×2基
消火用放水集合管装置
65mm×6個×2基
救難用吸水装置
ディープリフトサクションポンプ×

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1基

7

メガフロートの可能性−耐地震性能を期待される施設計画案の紹介−
平成19年7月16日に発生した新潟県

3）住民による反対運動の緩和上に設置、沿岸住民への電力・熱源を供

中越沖地震は、死者68名、重軽傷者といったものも含まれています。

給する施設の検討を行ってきました。こ4,795名、住宅被害120,837棟というれは広大なロシアの沿岸に点在する居住大きな被害 1) をもたらしました。また、
柏崎刈羽原子力発電所においては、発電

地のエネルギー問題を解決する方策のひ

本稿では、過去に実施された浮体式原

とつです。2006年6月16日の新聞報

子力発電所の検討例を紹介します。

が長期間にわたり停止するという深刻な道によると、セベロドビンスク市沿岸で、

表−1及び図−1に過去の検討例を示

事態が発生し、工場の操業停止等、大き2基の原子炉を搭載した世界初の海上浮します。

な社会的な影響を与えました。

体式原子力発電所が2010年に稼動を開このうち、Offshore Power Systems

始するとのことです3）。このプロジェク

浮体式施設には、地震に強いという大Inc.によるAtlantic Generating Station

トの事業費はおよそ2億ドルとのことできな特徴があります。これまでも、原子は、詳細な設計がなされ、建造許可も得

す 4 ）。 図 − 2 に 施 設 の イ メ ー ジ 図 を 、力発電所や火力発電所を浮体上に建造すられており、その他に7基の受注も得て表−2に施設の概要を示します。

る計画・検討例があります。これらの計いました。しかし、1973年のオイルシ

画のメリットには、地震に強いというだ

ョックによる電力需要の落ち込み等によ日本は世界でも有数の原子力発電国家

けではなく、り、計画はすべてキャンセルされました。

です。原子力発電の他にも、火力発電や再生可能エネルギーの利用といった、い1）災害時の被害拡散の低減、一方ロシアでは、小型の原子炉を浮体

2）安定地盤等の立地不足の解消、

くつもの発電方式がありますが、それぞ表−1 浮体式原子力発電所検討例2）
名称

発電量

浮体形式

設置水深(m)Nuclear Floating Island

日本原子力研究所

1200MW×1

鋼製半潜水式100〜150

沖合発電所基地

中部電力(株)

1150MW×2−

12.5〜15.2

Zagreb's Floating Plant

University of Zagreb

−

−

−

洋上原子力発電所(財)機械振興会

Atlantic Generating

Offshore Power

Station

Systems Inc.

耐震性のある浮上型
原子力発電所
Tuned Sphere
浮揚型海上原子力発電所

8

提案者

1000MW×2

鋼製・コンクリート
製ポンツーン型 ．．

100

1150MW×2

鋼製ポンツーン型

9.2〜12.8

Oakridge国立研究所

1000MW×1−

10

Sanders Nuclear Corp.

1000MW×1−−

新発電方式総合調査委員会

1000MW×2

鋼製・コンクリート製
半潜水式

．．

100

SRC News No.73 October 2007

図−1 沖合浮揚式原子力発電所2）れに長所と短所が存在します。地震に強表−2浮体式原子力発電施設の概要5）（参考文献）

く、安定地盤の存在に係わらず立地可能

排水量(t)

21,500な浮体構造物のメリットを、原子力発電

長さ(m)

144.4

所の基盤として利用することは、電力の

幅(m)

30.0

安定供給や社会の発展に大きなメリット

高さ(m)

10.0

空間の創出、マリンフロート推進機となると考えられます。

喫水(m)

5.6

構

発電量

35MW×21）新潟県中越地震による被害状況について（第172報）、新潟県庁
2）大規模浮体構造物

3）東京読売新聞

新たな海上経済2006年6月16日

4）BBC News
http://news.bbc.co.uk/2/hi/
europe/6562925.stm5）h t t p : / / w w w . s e v m a s h . r u / ? i d=2899&lg=en（技術開発部

図−2

中條）

浮体式原子力発電所のイメージ図4）

SRC News No.73 October 20079

アフリカにおける島嶼海運の現状
前回ではアフリカ大陸内陸部の水上交通の現状について、特に河川交通について現状をご報告いたしましたが、今回は内陸から少し離れて、珍しい島の海上交通についてご紹介したいと思います。
紹介する島は「ザンジバル」です。正式にはタンザニア連合共和国の一部ですが、1964年にアフリカ大陸のタンガニーカと沿岸の島であるザンジバルが合邦
し、タンザニア連合となりました。ザン
ジバルは自治共和国でタンザニア本土東岸沖合い70kmに位置するザンジバル島（約3300km 2 ＝沖縄の約1.5倍）とペンバ島（約1500km2）からなる島嶼国
で、人口は約95万人です。

協力が期待されています。

このため、現在ではダルエスサラムか

ザンジバルはかつて象牙、奴隷貿易等

ら高速貨客船のサービスが始まるなど、前号（SRC News72号）でご紹介しのインド洋の中継地点として、また丁子

近代的な海上輸送が整備されつつありまたアフリカ内陸水運の現状は、平成17、の輸出で栄えました。独立後も1970年

すが、運賃が高価なため、住民の生活物

18年度に海洋政策研究財団が競艇交付

代まで丁子の輸出が盛んで、小国ながら資の輸送、移動は伝統的な木造ダウ船に金による日本財団の助成金により実施し円借款が供与されるまでとなりました。

未だに依存しています。ダウ船は時に自た「シンプルシップの設計に関する調査」

この時期1979年及び80年にわが国か

動車も運び、過積載で沈没等の事故も起の一部を海外協力室が担当したものであらタンザニア本土とザンジバルを結ぶタ

きているようです。

り、財団のご厚意により紹介いたしましンカー及び貨客船が円借款で提供されてこのような背景から、ザンジバルでは、います。現在は一人当たりGDP200ド

老朽化した貨客船と海上事故に対応する

ル程度で農業と零細漁業を中心とした極船舶の整備などが今後の課題となってい貧国ですが、2000年にザンジバルのス

ますが、本土タンザニアの整備に比べて、トーンタウンが世界遺産に登録され、観輸送インフラの整備は遅れ気味のようで光地として欧州を中心とした旅客の注目す。今後は、これら船舶の代替等の国際

ダウ船の船着場10を集めています。

た。
説明不足がありましたことをここにお詫びいたします。
（海外協力室仲條）

貨客船（ODAによる供与）

SRC News No.73 October 2007

水槽試験で使用する計測機器（第1回

抵抗動力計）

本格的な水槽試験は英国のWilliam

変化します。歪みゲージはこの特性を利

疑似歪みを増幅器に与え、そのとき

Froude（1810〜1879）が模型試験用したもので、外力による抵抗線の長さの電圧出力を記録しておくことによ

で実船の抵抗を求めたことから始まり、の変化を電気抵抗変化として検出する

り、増幅器のゲインを確認すること以後、現在まで多くの曳航水槽が建設さ（ΔL/L∝ΔR/R）。力や圧力の変化をこができます。

れ多様な模型試験が行われています。現の長さの変化に置き換えることで力セン

在も水槽試験の現場では、新しい試験法

サーや圧力センサーとして使用可能にながないかを確認するために、疑似歪の開発に伴う計測装置の開発や試験精度

り、抵抗動力計に用いている一分力計もみを増幅器に与えたそのときの電圧向上に日々努めています。ここでは、そ

この原理によります。

出力がセンサーの較正試験時に記録●

試験の直前と直後に、計測系に異常した値と違っていないかを確認する

れら水槽試験で使用する代表的な計測機器についてその特徴、使用法などについ歪み

ε＝ΔL/L簡易較正を行っています。試験中でて紹介いたします。

ゲージ率 K＝（ΔR/R）／ε

も、計測結果に疑問が生じた場合は随時、この簡易較正を実施し、計測

1．抵抗動力計の変遷

3．歪みゲージの出力

水面を動く模型船の抵抗を測るために使われる計測装置が抵抗動力計です。
日本造船技術センターにおいては昭和

歪みゲージによる力検出は力による抵較正試験は、計測の精度に直接影響す

抗変化ΔRを電気的なホイートストンブ

るため、計測精度を維持するためには、リッジ回路を介して検出します。

特に慎重に正確に実施することが必要

40年代までは天秤式のものが使用されブリッジ回路の出力は、歪み量（×-6ていました。図1の天秤式抵抗動力計は、10 歪み（μ））表示と、ブリッジ電圧

天秤とバネを使用したもので、計測量のを1V加えたときの出力電圧（mV/V）

大半は、天秤に載せるウェートが受け持表示があります。

で、この較正試験に使用される較正装置そのものが精密計測器といえます。

歪み（ε）と出力電圧（e）には以下

ち、微小量については、バネの変位を、回転するドラムに巻きつけた用紙にイン系の確認をおこないます。

の関係があります。

クで記録し、読み取り、計測量は、ウェ

e＝ートとバネの変位量の合計となります。

1
4

K・E・ε

ブリッジ電圧E

抵抗動力計操作部
抵抗動力計駆動部
SR-20191

吊り用金具（E＝1(V）とした場合）となり歪み出力と出力電圧の関係が2倍となります。

検力計取付面2420

ゲージ率は金属材料により違いがあり

1350（昇降量） 80
1430

ゲージ率Kを2とすると、2e＝ε

ますが、通常2±5%程度です。

図−1 天秤式抵抗動力計

4．測定電圧から物理量への換算

図−2 歪みゲージ式抵抗動力計（正面図）

いろいろな方法がありますが当センタ
昭和50年代に入り、計測の自動化への対応もあり、抵抗の計測に歪みゲージ

ーでは以下の方法で行っています。
●

方式の全量型一分力計を用い図2に示す
歪みゲージ式抵抗動力計を使用するよう●

近年、増幅器やA/Dコンバータの性能

実負荷による較正試験を毎月1回実が向上し、電気信号の取扱は非常に容易

施しています。

になりましたが、他方、使用環境によりセンサーに実負荷を加え実負荷と増電気的ノイズ等の影響があります。

になりました。これは、センサーと昇降

幅器の電圧出力が1対1（例1kgf＝

歪み量の少ない測定に対して増幅率を機能を有する支持部とから成り、センサ

1000mV）になるように、増幅器高めることにより見かけの出力を大きくーは増幅器と組み合わされ計測量の全量のゲインを調整します。このようにすることは可能ですが、ノイズ等も増幅を計測します。

しておくと、電圧出力を実負荷のイされますので、高精度の安定した計測器

メージで読み取ることができ、試験とするためにはS/N比をできる限り大き中のデータの値が直感的に分かりまくする必要があります。

2．歪みゲージ式一分力計
一般に金属抵抗体が歪むと電気抵抗が
SRC News No.73 October 2007

す。また、このとき簡易較正として（試験センター技術部新井）
11

HSCコード適用世界最大級WPCフェリー「ナッチャンRera」就航
東日本フェリー株式会社が豪州タスマを与え、東北各県も北海道との強い結び

ニアのINCAT社で建造を進めていたアルミ合金製112m波浪貫通型双胴型

つきが生まれることから、地域振興に大きく寄与するものと期待しています。

（WPC）高速フェリー「ナッチャン
Rera」が、9月1日函館・青森間の営業

日本造船技術センターは、海外で建造される高速フェリーにIMOの HSCコー

運航を開始しました。従来型フェリーがドを適用して就航させるという我が国初

片道4時間を要していた津軽海峡を、本船は平均速力36ノット、1時間45分でのコンサルタント業務を担当し、無事にその任務を果たすことができました。現

結びます。
本船は乗客774名、普通乗用車換算

在は、本船の姉妹船の建造をスムーズに進めるためのコンサルタント業務に邁進

353台を搭載し、高度の堪航性と快適な乗り心地を提供し得るよう設計されましています。
後日、皆様に詳細な報告をすることとした。また、函館市はじめ北海道は、本しております。ご期待下さい。

船の就航が観光、物流などに大きな影響■委員会等
第23回評議委員会
平成19年6月12日（火）日本造船技術センター役員会議室

第147回理事会

第6回SPCG委員会

平成19年7月2日（月）日本造船技術センター役員会議室

平成19年7月4日（水）日本造船技術センター本部会議室

第146回理事会
平成19年6月15日（金）日本造船技術センター役員会議室
されていなかったからだ」「イヤ危険は

暗い気持ちになりました。

承知でも目先の利益を優先した結果だ」

最近の事故のニュースを見ていると、といった指摘もありますが、結果的に営安全に対する膨大な技術の蓄積とは裏腹

本誌（73号）の編集に入る少し前の業停止や廃業になったことを考えれば、に、当事者の人としてのモラルの低下や5月に遊園地のジェットコースターの脱当事者に真の怖さが伝わっていなかった

生きるための動物的感性の欠如といった線事故が発生し、続いて6月に都内の温と理解しています。

根本的な所に原因の多くがあるように思泉でガス爆発事故が発生しました。これ

そう思っていましたら、歴史のある造えます。安全装置も安全マニュアルも大らの事故は、自然災害のように人類の英

船業界で7月、8月と重大災害が続きま切ですが、基本は人だということを再認

知が未だに及ばない領域ではなく、事故した。物作りの世界では団塊の世代の定識して、今後の業務に取り組んでいきたを防止するための技術がほぼ確立されて年が近づき、技術の伝承が叫ばれていまいと考えています。

いる分野で発生しています。原因は「歴すが、一番基本となる人の命を守る「技（S.S.）

史の浅い業界で、安全マニュアルが整備術」も充分に伝わっていなかったのかと申し込みの受付
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調布 I.C.

12

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